精細勘察階段可控震源組合方向對成像精度的影響

王治中

摘 要：可控震源與炸藥震源相比，具有安全、環保、成本的優勢，可適合多種復雜地表條件作業。隨著油田凹陷勘探開發程度的提高，針對復雜斷塊、地層巖性圈閉、低幅度構造、薄儲層等油氣藏的勘探已進入了精細勘探階段，因而，對新采集地震資料的成像精度要求也越來越高。多臺可控震源平行、垂直、斜交排列的組合方式將會影響地震采集資料的精度，平行排列產生的誤差變化相對簡單，規律性較強，是一種相對較好的組合方法。多臺可控震源施工，采用初至靜校正方法時，可以利用中間的單臺震源先振一次，并單獨記錄數據并用于靜校正處理。

關鍵詞：油田凹陷勘探；可控震源；組合方向；成像精度； 地質體

隨著可控震源勘探技術的迅速發展，特別是大噸位可控震源技術日益成熟，可控震源作為地震資料采集的激發源越來越被更多的石油公司所青睞。多年來在可控震源施工常用的組合式為5臺線性組合，組合效應將會影響到剖面的精細成像，本文將開展可控震源組合方向對靜校正及地質體成像精度的影響分析。

目前國內可控震源勘探均采用多臺組合的形式施工，這種方法從理論上來說對地震采集的資料是有一定影響的，組合產生的時差問題會影響地質體的成像精度。通過模型正演及實際的野外地震采集資料分析發現，可控震源組合方向對靜校正及地質體成像精度有較大影響，若多臺震源組合，采用平行排列組合的方式所產生的誤差變化相對簡單，規律性較強，是一種相對較好的組合方式。

1 可控震源組合方向影響

1.1 理論分析

首先以兩臺震源為例，討論陣列震源的方向性。兩臺可控震源間距為d，它們離地下觀察點P的距離分別為r1和r2（圖1），震源2比震源1領先相位角β。這里先假定單個震源產生的地震波是無方向的。由于觀察點P離震源較遠，r1 和r2 均遠大d，所以可以把由震源1與2到P點的射線看成是平行的。在考慮P點的場強振幅時，可以認為r1=r2，但在考慮場強相位時，則不能忽略r1和r2之間微小的差別，因為正是這個微小差別造成了兩震源間波程差和相位差（圖1）。兩震源到P點的射線與震源陣列法線的夾角記為θ，軸向夾角記為，二者互余。由圖1可知，兩射線間的波程差為r1-r2=dsinθ，由波程差引起的場的空間相位差為kdsinθ，再考慮到震源2比震源1領先相位角β，所以震源2相對于震源1在P點的地震波場總的領先相位為：

同理，假設震源由n個單震源組成，沿直線以等間距d共線均勻排列，顯然，各震源激發的地震波在到達觀察點P時，來自震源2的地震波的相位要比來自震源1的地震波超前一個相位角，來自震源3的地震波又比來自震源2的地震波相位超前， 而比來自震源1的地震波相位超前2 ，其余可依此類推。

1.2 正演分析

利用正演軟件進行類模擬，分別在5個點激發（圖2），分別拾取初至進行對比，可以發現激發點點距越大，初至的差值也就越大，5炮垂直疊加后與單炮點也存在初至差值：（1）當高速頂界面較為穩定時，初至的差值也較為穩定；（2）當高速頂界面變化較為劇烈時，初至的差值也變化劇烈。

1.3 實際資料分析

5 臺2 次與1 臺2 次初至差值對比對比3種組合方式分別與單臺震源在遠、中、近排列的初至差值，發現斜交排列差值最大，差值變化范圍為0～49ms；垂直排列差值變化范圍為

0～45ms；平行排列差值規律性較強，變化范圍為0～33ms。通過對比分析不難看出，平行排列在遠、中、近排列上的規律較強，基本呈線性變化規律，遠排列誤差小，近排列誤差大。而斜交排列與垂直排列不僅在遠、、近排列上無規律可循，而且在排列的左右兩邊也有劇烈的變化。對比5 臺2 次、5 臺1 次、2 臺2 次單炮初至差值，分析結果表明5臺2 次與5臺1次差值較小，在5ms以內；而與2臺2次相比均存在較大差值，差值變化范圍在0～20ms，這進一步說明初至拾取差值與震次無關，而與組合的臺數關系較大。尤其在近炮點差值較大。分析結果表明，組合基距越大，對初至時間影響越大。

2 可控震源組合方向對靜校正的影響

對比單臺與不同組合方式的靜校正量差值，可以看到它們之間存在明顯的差異，斜交、垂直排列組合方式的誤差較小，平行排列的組合方式誤差較大，但平行排列的組合方式的規律性較強。對比單炮交叉應用靜校正量的效果表明，2臺2次應用了2臺2次的靜校正量后效果明顯變好，而2 臺2次應用5臺2次的靜校正量后單炮記錄出現明顯的扭曲，應用效果變差從

共偏移距剖面看，2臺2次靜校正效果要好于5臺2次。

3 可控震源組合對成像效果的影響

對二連探區常用的3種組合方式單炮記錄的折射波速度進行分析，以中間第4號車（即組合中心）為標準進行對比，可以看出不同組合方式的單炮記錄淺層折射速度存在較大差異，平行排列差異較小，而斜交排列的差異最大。利用2400m/s 速度對不同組合方式進行線性動校正，以第4號車為標準，可以看出動校正后的記錄存在較大差異，其中平行排列效果較好，其他兩種效果最差。由上述可知，對不同組合方式單炮記錄的速度分析及動校正結果表明，不同組合方式對地震波的傳播、接收有一定的影響，導致單炮記錄存在較大差異，從而也會影響最終剖面的成像效果。利用SH地區5 臺2 次、1 臺2 次疊加剖面對不同構造位置的同相軸進行差值對比。通過對5臺2次和1臺2次剖面不同位置、不同產狀的同相軸差值分析，產狀較為平緩時差值范圍為0～14ms，產狀較為陡峭時差值范圍為0～24ms，傾角越陡產生的差值越大。

參考文獻：

[1]王光德. 可控震源源驅動技術的實現方法[J]. 物探裝備. 2012（02）